到目前为止，三浮陀螺仪仍是测量精度最高的陀螺仪表，代表着当今惯性技术领域的最高水平。为了进一步提高陀螺仪的性能，克服浮子组件的重、浮力差，消除陀螺框架与宝石轴承间的摩擦力矩，就需要引入磁悬浮技术。本文针对目前三浮陀螺仪中的有源磁悬浮系统，研究分析了磁悬浮支承系统的原理及元件设计计算方法，并提出了几种可行的控制方式，最后在MATLAB中进行了控制系统模型的仿真研究。 首先，以单轴无源磁悬浮系统为研究对象，分析了陀螺浮子的受力方程，给出了一些重要性能指标的表达式，并推广到了两轴磁悬浮的情况下。介绍了有源磁悬浮系统的组成结构与工作原理，并阐述了有源磁悬浮的控制过程。 然后，从浮子的受力方程出发，对电磁力表达式进行了微小位移范围内的线性化近似。再根据电磁力表达式，推导了浮子的运动方程以及与电流与位移之间的传递函数。同时，引入了磁悬浮线圈的电感电压方程，将其与浮子运动方程联立后，建立出了磁悬浮系统的状态空间模型。 随后，通过对磁悬浮支承理论的研究，介绍了径向磁悬浮支承元件设计的计算方法。对三浮陀螺仪径向磁悬浮干扰力矩的产生机理进行了分析，推导了转子圆度误差干扰力矩和安装偏心误差干扰力矩的数学表达式，并总结了几种干扰力矩的抑制方法。 最后，在MATLAB中分别进行了PID控制、状态反馈控制以及线性二次型最优控制的系统仿真实验，得到了单轴有源磁悬浮系统在这三种控制方式下的单位阶跃响应曲线，并对仿真结果进行了分析和讨论。 本文所研究的内容，对三浮陀螺仪中有源磁悬浮系统支承元件的设计计算以及控制系统的优化设计，具有一定的帮助和参考价值。